音频信号处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及音频处理技术领域，具体涉及一种音频信号处理装置。
【背景技术】
[0002]目前，语音应用逐步遍及我们生活的各个领域，如手机、电视、车载、空调等等领域。当前的语音识别在较理想的环境下已经能获得很优秀的体验表现，但是现实生活的实际环境并非那么理想，比如餐厅、车内或者远距离使用等等，由于干扰因素较多，使得语音识别体验大大较低。而MIC阵列技术已经发展多年，尤其近几年有所突破，通过MIC阵列语音增强技术可以成功排除现实生活环境中的一些干扰因素，从而大大提升语音识别体验效果。但是MIC阵列技术使用成本较高，从最简单的两个MIC的阵列到几十个MIC的阵列，由于有很多路MIC采集声音，而需要将这么多MIC采集的声音送给一个MCU(Micro ControlUnit，微控制单元)来处理，目前常用的方法是采用支持多路音频输入的MCU，但这样的芯片很少且价格昂贵，而其接口数量很有限。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型提供一种音频信号处理装置，以简单、方便地将MIC阵列采集的声音信号传输给MCU。
[0004]为此，本实用新型提供如下技术方案:
[0005]一种音频信号处理装置，包括:音频采集集群、MCU、及分别与所述音频采集集群及所述MCU相连接的桥接器，其中，所述音频采集集群用于采集多路音频信号，并将采集的多路音频信号分别传输给所述桥接器，所述桥接器将所述多路音频信号转换为一路音频信号传输给MCU，以使MCU对所述音频信号进行音频处理。
[0006]优选地，所述桥接器通过多个音频数字接口与所述音频采集集群连接，并通过一个音频数据接口与MCU连接。
[0007]优选地，所述音频数字接口为以下任意一种接口 PCM、I2S, TDM1
[0008]优选地，所述音频采集集群包括多个音频采集单元，每个音频采集单元各自通过一个音频数字接口与所述桥接器连接。
[0009]优选地，所述音频采集单元将采集的音频信号编码为数字信号传输给所述桥接器。
[0010]优选地，所述音频采集集群为MIC阵列。
[0011 ] 优选地，所述MCU将从所述桥接器接收的一路音频数字信号还原为多路音频数字信号。
[0012]优选地，所述桥接器为CPLD或者FPGA。
[0013]本实用新型提供的音频信号传输装置，通过桥接器将音频采集集群采集的多路音频信号转换为一路音频信号传输给MCU，以使MCU对所述音频信号进行音频处理。本实用新型与现有技术相比的优点在于:
[0014](I)实现简单，其中的桥接器，选择一个很少资源的CPLD或者FPGA就可以实现；
[0015](2)应用难度低，由于通过桥接器的转接，音频采集集群输出的音频数字信号只需一个音频数字接口传输给MCU，比起要将多路的音频采集单元分别接入MCU要简单得多。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本实用新型提供的音频信号处理装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例作进一步的详细说明。
[0019]如图1所示，是本实用新型提供的音频信号传输装置的结构示意图。
[0020]该装置包括:音频采集集群11、MCU12、及分别与所述音频采集集群11及所述MCU12相连接的桥接器13，其中，所述音频采集集群11用于采集多路音频信号，并将采集的多路音频信号分别传输给所述桥接器13，所述桥接器13将所述多路音频信号转换为一路音频信号传输给MCU12，以使MCU对所述音频信号进行音频处理。
[0021]具体地，MCU12在接收到桥接器13传输的一路音频信号后，可以将该一路音频数字信号还原为多路音频数字信号，以便后续各种不同应用对语音信号的处理，比如，在语音识别中，通过对多路语音信号的识别可以有效提高识别效果。
[0022]在实际应用中，上述桥接器13可以通过多个音频数字接口与所述音频采集集群11连接，并通过一个音频数据接口与MCU12连接。
[0023]音频采集集群11包括多个音频采集单元，比如，可以是MIC阵列，每个音频采集单元将采集的一路音频信号编码为数字信号，并通过一个上述音频数字接口传输给桥接器13ο
[0024]上述音频数字接口为以下任意一种接口:PCM(Pulse Code Modulat1n，脉冲编码调制)、I2S (Inter—IC Sound，集成电路内置音频总线)、TDMI (Time Divis1nMultiplexing Interface，时分复用接口 ) ο
[0025]下面以I2S接口为例，说明本实用新型音频信号处理装置对多路音频信号的传输过程。
[0026]I2S标准中，既规定了硬件接口规范，也规定了数字音频数据的格式。I2S有3个主要信号:
[0027]1.串行时钟SCLK，也叫位时钟(BCLK)，即对应数字音频的每一位数据，SCLK都有I个脉冲。SCLK的频率=2 X采样频率X采样位数。
[0028]2.帧时钟LRCK，(也称WS)，用于切换左右声道的数据。LRCK为“ I”表示正在传输的是右声道的数据，为“O”则表示正在传输的是左声道的数据。LRCK的频率等于采样频率。
[0029]3.串行数据SDATA，就是用二进制补码表示的音频数据。
[0030]I2S格式的信号无论有多少位有效数据，数据的最高位总是出现在LRCK变化(也就是一帧开始)后的第2个SCLK脉冲处。这就使得接收端与发送端的有效位数可以不同。如果接收端能处理的有效位数少于发送端，可以放弃数据帧中多余的低位数据；如果接收端能处理的有效位数多于发送端，可以自行补足剩余的位。这种同步机制使得数字音频设备的互连更加方便，而且不会造成数据错位。
[0031]在该实施例中，音频采集集群11采用支持2路ADC采样的编解码器，采样率为16k，采样精度为24bit，采用6个这样的编解码器，即可组成12路的音频采集集群，其中每2路数字音频通过一个I2S接口传输给桥接器13。
[0032]I2S 接口 的 LRCLK (标记为 CLK0)为 16k，BCLK (标记为 CLK1)为 2*24*CLK0，每个I2S可以传输2路数据。6个I2S的数据通过桥接器13合成一个I2S的数据通过桥接器13和MCU12间的I2S接口传输，则桥接器13和MCU12间的I2S接P的LRCLK (标记为CLK2)是CLKO的6倍，即96k，而BCLK为2*24*CLK2。这样，即可将12路16k*24bit的数据组合成了一组I2S数据传输给MCU12，而该MCU12只需能够支持96k采样，24bit采样精度的I2S音频数字接口即可。
[0033]可见，本实用新型提供的音频信号传输装置，通过桥接器将音频采集集群采集的多路音频信号转换为一路音频信号传输给MCU，所述桥接器可以根据实际应用需要来设计多路数字信号转换为一路数字信号的接口，采用一些常用的可编程逻辑器件比如 CPLD (Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)、FPGA(Field —Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)等即可实现。其实现简单，应用难度低，大大降低了硬件成本和降低多录音频同时输入的使用难度，同时也降低了对MCU的要求。
[0034]以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了【具体实施方式】对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的装置；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
【主权项】
1.一种音频信号处理装置，其特征在于，包括:音频采集集群、MCU、及分别与所述音频采集集群及所述MCU相连接的桥接器，其中，所述音频采集集群用于采集多路音频信号，并将采集的多路音频信号分别传输给所述桥接器，所述桥接器将所述多路音频信号转换为一路音频信号传输给MCU，以使MCU对所述音频信号进行音频处理。
2.根据权利要求1所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述桥接器通过多个音频数字接口与所述音频采集集群连接，并通过一个音频数据接口与MCU连接。
3.根据权利要求2所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述音频数字接口为以下任意一种接口 PCM、I2S、TDMI。
4.根据权利要求1所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述音频采集集群包括多个音频采集单元，每个音频采集单元各自通过一个音频数字接口与所述桥接器连接。
5.根据权利要求4所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述音频采集单元将采集的音频信号编码为数字信号传输给所述桥接器。
6.根据权利要求4所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述音频采集集群为MIC阵列。
7.根据权利要求1至6任一项所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述MCU将从所述桥接器接收的一路音频数字信号还原为多路音频数字信号。
8.根据权利要求1至6任一项所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述桥接器为CPLD 或者 FPGA。
【专利摘要】本实用新型公开了一种音频信号处理装置，该装置包括：音频采集集群、MCU、及分别与所述音频采集集群及所述MCU相连接的桥接器，其中，所述音频采集集群用于采集多路音频信号，并将采集的多路音频信号分别传输给所述桥接器，所述桥接器将所述多路音频信号转换为一路音频信号传输给MCU，以使MCU对所述音频信号进行音频处理。本实用新型的音频信号处理装置可以简单、方便地将MIC阵列采集的声音信号传输给MCU。
【IPC分类】G05B19-042
【公开号】CN204406122
【申请号】CN201520112175
【发明人】刘丛刚, 何孔龙, 谢信珍
【申请人】科大讯飞股份有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年2月15日